Akustyka

D26.1.E-rka ruszyła z przyspieszeniem emitując sygnał dźwiękowy f_źr=1200Hz. Po t=10s od jej ruszenia, obserwator stojący przy krawężniku, zarejestrował dźwięk f_ob =1275Hz. Znajdź drogę przebytą przez karetkę. Prędkość dźwięku w powietrzu v_d=340m/s. YT

D26.2.Częstotliwość podstawową drgań struny opisuje wzór f=(1/2l) √(F/μ) , gdzie: l – jest długością struny, F – siłą naciągu struny, μ=m/l – gęstością liniową struny (masą struny o długości 1 metra). Jedna z gitar posiada strunę wykonaną ze stali, a druga z nylonu, przy czym obie struny o tej samej długości nastrojone są na taką samą częstotliwość. Struna stalowa w porównaniu z nylonową ma 7-krotnie większą gęstość i 2-krotnie mniejsze pole przekroju poprzecznego. Znajdź stosunek siły naciągu struny stalowej do siły naciągu struny nylonowej. YT

D26.3.Wewnątrz przeźroczystej, plastikowej rury o długości 80 cm i zamkniętym jednym końcu rozsypano opiłki korka. Przy drugim końcu umieszczono głośnik emitujący dźwięki o zmieniającej się częstotliwości. Przy pewnej częstotliwości opiłki korka zaczęły drgać układając się tak, jak na rysunku. Znajdź częstotliwość dźwięku emitowanego wtedy przez głośnik. Prędkość dźwięku w powietrzu jest 340 m/s. YT

D26.4.Efekt Dopplera. Wyprowadź wzory na częstotliwość dźwięku odbieranego przez nieruchomego obserwatora, gdy źródło dźwięku o częstotliwości f_o zbliża się do niego i oddala z prędkością u. Prędkość dźwięku w powietrzu jest v. YT

D26.5.Stoisz na wiadukcie nad torami superszybkiej kolei TGV. Pociąg zbliża się z maksymalną dla tych pociągów prędkością 320km/h i wówczas maszynista włącza syrenę emitującą dźwięk o częstotliwości 10kHz. Czy będziesz słyszał dźwięk przed i po minięciu przez pociąg wiaduktu? Prędkość dźwięku powietrzu jest 340m/s, a człowiek słyszy dźwięki o częstotliwości 20Hz ÷16kHz. YT

D26.6.Na jeziorze stoi łódka, z której wędkarz łowi ryby. Obok płynie motorówka, której kierunek prędkości v=10m/s jest taki, że minie ona wędkarza w odległości d=10m. Śruba silnika motorówki wzbudza na wodzie fale rozchodzące się z prędkością v₁=2m/s. W jakiej odległości od wędkarza znalazła się motorówka, gdy dotarły do niego fale wzbudzane na wodzie przez motorówkę? YT

D26.7.N.Przedstaw na rysunku powstawanie fal stojących na strunie gitary o długości l, w piszczałce otwartej na jednym końcu i w piszczałce otwartej na obu końcach o długościach l. Wyprowadź wzór na częstotliwość dźwięków wydawanych przez te instrumenty w zależności od l i od prędkości dźwięku w powietrzu v. YT

D26.8.Na wózku jak na rys. poniżej znajduje się generator akustyczny wysyłający fale o f_źr=13 kHz. Generator wraz z wózkiem mają masę m₁=100g, a masa wisząca m₂=5kg. Maksymalna częstotliwość rejestrowana przez ucho obserwatora O jest f_o=15kHz. Po jakim czasie od ruszenia układu obserwator przestanie słyszeć dźwięk z generatora? Siły tarcia i opory ruchu zaniedbujemy. YT